onko PCl5 polaarinen vai ei-polaarinen?

Fosforipentakloridi on kemiallinen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on PCl5. Se esiintyy huoneenlämpötilassa värittöminä kiteinä. Se on yleinen kloorausaine, jota käytetään erilaisissa reaktioissa. Se on herkkä kosteudelle ja vedelle. Monilla opiskelijoilla voi olla kysely siitä, onko PCl5 polar vai ei. Tässä artikkelissa vastaan tähän kysymykseen ja käsittelen myös ympäröiviä aiheita.

onko PCl5 polaarinen vai ei-polaarinen? PCl5 on luonteeltaan ei-polaarinen, koska sillä on symmetrinen geometrinen rakenne, jonka vuoksi P-Cl-sidosten napaisuus peruuntuu toisistaan. Tämän seurauksena PCL5: n nettodipolimomentti on nolla.

PCL5 on huoneenlämpötilassa ulkonäöltään väritön kide. Se on yksi tavallisista klooraavista reagensseista.

sen löysi ensimmäisenä kuuluisa englantilainen kemisti Humphry Davy vuonna 1808.

kemiallinen yhdiste PCl5 on hajultaan pistävä. IUPAC – nimi PCl5 on fosforipentakloridi.
laboratorioissa kaupallisesti käytettävät näytteet voivat olla kellertäviä, koska niissä on HCl: ää.

jos puhutaan PCL5: n kemiallisesta koostumuksesta, se koostuu 5 klooriatomista ja 1 fosforiatomista, jotka ovat kiinnittyneet kovalenttisten sidosten kautta.

fosforin valenssielektroneja on 5 ja kloorin 7.

klooriatomi tarvitsee oktettinsa täydentämiseen yhden elektronin. Siksi 5 Kloori-atomia jakaa 1 elektronin Fosforiatomista jättäen jälkeensä yhden parin.

PCL5: n molekyylit muuttuvat neutraaleiksi tämän elektronikonfiguraation myötä.

fosforin elektronegatiivisuus on 2,19 ja kloorin 3,16. Fosforin ja kloorin elektronegatiivisuuden ero synnyttää P-Cl-sidoksen polaarisuuden.

atomin elektronegatiivisuus on sen vahvuus houkutella sitoutuneita elektronipareja sitä kohti. Elektronegatiivisempi atomi vetää sitoutunutta elektroniparia hieman enemmän sitä kohti.

vastaavasti P-Cl-sidoksessa klooriatomi vetää sidottua elektronia lähemmäs sitä. Tämän seurauksena klooriatomi saa osittaisen negatiivisen varauksen ja Fosforiatomi saa osittaisen positiivisen varauksen.

mutta koska PCL5 ie: n symmetrinen geometrinen muoto; trigonaalinen bipyramidaali, P-Cl-sidoksen napaisuus kumoutuu keskenään ja tuloksena PCl5: stä muodostuu kokonaispolaarinen molekyyli.

Mitä ovat polaariset ja ei-polaariset molekyylit?

molekyylejä pitävät hallussaan sidosvoimat, jotka voivat olla ionisia, metallisia kovalenttisia ja vetysidoksia. Kovalenttiset sidokset voivat olla polaarisia tai ei-polaarisia, jotka riippuvat eri tekijöistä, kuten elektronegatiivisuudesta, geometrisesta muodosta ja dipolimomentista.

polaariset molekyylit: nämä ovat molekyylejä, joiden dipolimomentti on yhtä suuri kuin ei nolla. Kahden atomin välisen kovalenttisen sidoksen sanotaan olevan polaarinen, jos näillä kahdella atomilla on epäyhtenäinen varausjakauma.

näillä kahdella atomilla on epäyhtenäinen elektronegatiivisuus, joten niillä on nollasta poikkeava dipolimomentti.

esimerkkejä tällaisista yhdisteistä ovat H2O, OF2 jne. voit tarkistaa H2O: n napaisuuden syyn.

Nonpolaariset molekyylit: näillä molekyyleillä on nolla dipolimomenttia. Kovalenttisesti sidotut kaksi atomia muodostavat ei-polaarisen sidoksen, jos atomeilla on yhtä suuri osuus varauksesta.

näillä atomeilla on myös sama elektronegatiivisuusarvo, joten ne muodostavat nolladipolimomentin.

esimerkkejä tällaisista molekyyleistä ovat CO2, O2, PCl5 jne. Tarkista syy ei-napaisuus CCl4.

Huom: voi olla mahdollista, että on olemassa polaarinen sidos ei-polaarisessa molekyylissä. Tämä johtuu siitä, että tällaisten sidosten napaisuus kumoutuu keskenään molekyylin symmetrisen geometrisen rakenteen vuoksi.

miksi PCl5 on ei-polaarinen molekyyli?

Fosforipentakloridi on luonteeltaan ei-polaarinen, sillä se on muodoltaan symmetrinen. Sillä on trigonaalinen bipyramidaalinen geometrinen muoto.

kolme P-Cl-sidosta on yhdessä tasasivuisissa kolmion kulmissa ja loput kaksi sidosta ovat aksiaalisesti kolmen sidoksen tasossa.

PCL5: n molekyylissä on kloori-ja fosforiatomeja, joiden elektronegatiivisuusero on 0,97 D, joka määrittää P-cl-sidoksen napaisuuden.

klooriatomi on elektronegatiivisempi kuin fosfori. Tämän seurauksena klooriatomi jakaa suuremman osan varauksesta, se vetää sitoutunutta paria hieman enemmän sitä kohti ja saa osittaisen negatiivisen varauksen.

toisaalta fosforiatomi saa osittaisen positiivisen varauksen.

P-cl-sidos takaa jonkin nonzero-dipolimomentin, mutta symmetrisen geometrisen rakenteen vuoksi P-Cl-sidoksen napaisuus kumoaa muut P-Cl-sidokset.

siksi on erittäin tärkeää ymmärtää, että vaikka PCl5: ssä on sen sisällä polaarisidoksia, se on luonteeltaan ei-polaarinen symmetrisen muotonsa vuoksi.

PCL5: n geometrinen rakenne

fosforiin on kiinnittynyt viisi klooriatomia ja kaikki sidokset ovat luonteeltaan kovalenttisia.

kolme sidosta sijaitsevat yhdessä tasossa siten, että kolme P-Cl-sidosta tekee keskenään 120 asteen kulman ja ne ovat tasasivuisen kolmion kulmissa.

ja loput kaksi P-Cl-sidosta ovat kolmen P-Cl-sidoksen tason läpi kulkevan akselin kahdessa päässä.

molekyylin kaksi aksiaalista sidosta ovat kohtisuorassa kolmen muun P-Cl-sidoksen tasoon nähden

molekyylin kahden aksiaalisen P-CL-sidoksen sidoksen pituus on 240 pm ja toisessa tasossa olevien P-cl-sidosten 202 pm.

PCL5: n muoto on trigonaalinen bipyramidaali.

yllä on kuva fosforipentakloridimolekyylin geometrisesta rakenteesta.

molekyylin polariteettiin vaikuttavat tekijät

elektronegatiivisuus:atomin elektronegatiivisuus määrittää sidoselektronien vetovoiman sitä kohti. Jos kahden kovalenttisen sidoksen muodostavan atomin elektronegatiivisuudessa on ero, sidoksen sanotaan olevan luonteeltaan polaarinen.

molekyylin polaarisuus on suoraan verrannollinen niiden elektronegatiivisuuden eroon.

dipolimomentti: se on molekyylin napaisuuden mitta. Suurempi molekyylin dipolimomentti, enemmän on sen napaisuus.

näin ollen myös molekyylin polaarisuus on suoraan verrannollinen sen dipolimomenttiin. Matemaattisesti molekyylin dipolimomentti on varauksen ja sidoksen pituuden tulo.

geometrinen rakenne: luonnossa symmetriset molekyylit ovat yleensä ei-polaarisia. Nämä molekyylit ovat kaiken kaikkiaan luonteeltaan ei-polaarisia, vaikka siinä olisi polaarinen sidos.

koska symmetrisen rakenteen vuoksi tällaisen molekyylin napaisuus kumoutuu keskenään.

ominaisuudet PCl5

• Fosforipentakloridi esiintyy kiinteänä kiteenä, jolla on pistävä haju.
• yhdisteen molekyylimassa on 208,2 g/mol.
• altistuminen suurelle PCl5-pitoisuudelle voi johtaa vakaviin terveysongelmiin.
• PCL5: n tiheys on 2,1 g/cm3.
• se hajoaa helposti vedessä muodostaen fosforihappoa.
• tämän kemiallisen yhdisteen sulamispiste on 160,5 °C tai 320,9 °F.
• PCL5: n kiehumispiste on noin 166,8 °C tai 332,2 °F.
• 80 °C: n lämpötilassa PCL5: n höyrynpaine on 1,11 kPa.
• se on luonteeltaan palamatonta.

PCL5: n käyttö

• sitä käytetään laajalti kloorausaineena, jota käytetään teollisuudessa erilaisten tuotteiden valmistuksessa.
• sitä käytetään myös kuivatusaineena.
• sitä käytetään paljon välituotteena torjunta-aineiden valmistuksessa ja vedenkäsittelyssä.
• sitä käytetään metallien raerakenteen parantamiseen.
• se auttaa myös valmistamaan kemiallista yhdistettä eli litiumheksafluorofosfaattia, joka on litiumioniakuissa

Conclusion

Fosforipentakloridi on geometrisen rakenteensa vuoksi luonteeltaan ei-polaarinen. Se on luonteeltaan symmetrinen eli; trigonaalinen bipyramidaali. Jonka vuoksi P-CL-sidosten napaisuus peruuntuu toisistaan.

on siis mahdollista, että molekyyli voi olla ei-polaarinen, vaikka siinä olisi polaarisidoksia. Tämä johtuu symmetrisestä geometrisesta rakenteesta kuten PCL5: n tapauksessa.

nämä tekijät julistavat PCl5: n ei-polaariseksi molekyyliksi.